探析GPS在水利工程测量中的应用

陈棋播　王贺

摘 要：随着测绘科技技术的不断发展，测量仪器也在不断更新换代，特别是GPS的问世，它极大地减小了测绘外业工作的工作量。随着水利工程转向海拔更高、条件更为艰苦的西藏等高海拔地区，研究GPS在水利工程领域测量作业的应用具有很强的现实意义。

关键词：测绘；GPS；水利工程；外业

1.GPS测量的主要优点

（1）准确测量并计算不规则地形的面积。GPS测量技术对不同规格区域都可直接测量，同时对于面积较大的测量区域，采取航线测量面积的方式对地形进行测量，然后根据测量的路线绘制出一条测量轨迹，GPS手簿或者相关自带的软件通过对测量的数据进行处理与计算，能够准确地求出不规则地形的面积大小。

（2）极大地减小了测量的强度。测量首先要做的就是确定出合理的通视条件，还需要在一定程度上保证测量控制网络的完美结构，以上研究一直都是学术探索中的难点。对于 GPS 测量来说，并不需要通视技术，这样的话就可以在一定程度上减少关于常规测量中所需要的费用。

（3）测站间不需要相互通视。我们采用常规的经纬仪、全站仪，测量过程中要求测站点与控制点直接通视，即要求进行后视定向，建立坐标系统。而目前的GPS 技术则不需要测站与基准点相互通视，主要通过接收上空卫星信号，通过与基站直接的相位差分从而求得测点的三维坐标。我国的水利工程大部分都是在荒山野岭，远离大城市，特别是对大坝工程等水利枢纽工程进行控制测量时，该技术发挥了很好的作用。

2.GPS 技术在水利工程测量中的应用

目前，GPS测量技术已被广泛应用于各行各业，如建筑领域、水利工程等大型项目中，特别是要求高精度的大型控制网，均采用该技术。因此，本文主要结合GPS技术在水利工程测量方面的应用进行探讨，主要包括如下几个方面的内容： ①GPS测量技术应用于水利工程的外业测量工作；②GPS技术在水利工程中控制网中的应用；③实时动态测量GPS-RTK技术在目前水利工程中的应用。

（1）GPS测量技术应用于水利工程的外业测量工作。在GPS 的外业测量过程中，选点是最为重要的工作。GPS点位对保证测点测量结果的正确性具有重大影响，因此，在进行GPS外业测量工作选点时，必须做好充足的勘测工作。利用GPS进行观测的过程中，最主要的是GPS脚架对中整平与仪器开机观测等方面，该方面的GPS观测工作与普通的观测工作流程有着很大的不同：在无线安置工作中，首先要做到的就是设置一个安置正常点，与其相应的天线应当被稳定地固定在三脚架平台上，且应当将其安置在标志中心的上方且与标志中心相对应，且天线基座上的圆水准气泡必须整平。

（2）GPS技术在水利工程中的控制网中的应用。采用GPS技术可对水利工程的枢纽区及库区的带状工程地形图进行测量。例如，库区淹没界桩测量、引水工程控制测量等，大多数水利工程主要采取点连式、边连式等布网方式构成的三角锁或者大地四边形同步观测图形；对于精度要求较高的控制网、变形监测网等，一般采用边连式、网连式的构网方式，该方法，多余观测较多，构网比较严密，图形的几何强度较高，因此广泛应用于水利行业的控制测量中。

（3）实时动态测量GPS-RTK技术在目前水利工程中的应用。GPS-RTK的工作模式主要是：在已知测点上安置一台GPS接收机作为基准站，并将GPS接收机设置为接收所有卫星信号模式，并对其上方卫星进行实时搜索，通过接收机中无线电台发送的信号传输到GPS流动站，与之建立联系。当GPS流动站接收到仪器上空的GPS卫星信号后，还要同时接收基准站发送过来的无线信号，通过该方式，能够快速实时定位出GPS流动站的相对定位。

该技术能够实时快速定位出流动站的任意位置的三维坐标，因此，实时动态测量GPS-RTK技术在目前水利工程中的应用十分广泛。

3.结语

本文主要介绍了GPS在测量方面的主要优势，包括准确测量并计算不规则地形的面积，极大地减小了测量的强度，测站间不要相互通视，测量精度较高，能实现全天候测量工作。然后在此基础上研究了GPS在水利工程测量方面的应用，主要包括GPS 测量的外业测量、GPS布网及GPSRTK实时动态测量技术，希望能对GPS的发展以及在水利工程的应用有所贡献。

参考文献：

[1]福建省水利学会工程测量专业委员会.福建省水利工程测量学科发展报告[J].海峡科学，2009，（1）.

[2]石雪冬.浅谈我院水利工程测量课程的特色[J].科技创新导报， 2012，（31）.